Il supercomputer neuromorfico con 1 milione di core che mima il cervello umano

Alcuni giorni fa, presso la University of Manchester, è stato acceso SpiNNaker, un supercomputer neuromorfico che ha il compito di simulare un cervello umano usando quella che è stata appunto definita una Spiking Neural Network Architecture (SpiNNaker).

Il sistema ha 1 milione di processori neuromorfici che sono ispirati ai neuroni del cervello. Ognuno di questi processori può completare più di 200 trilioni di azioni al secondo e conta su 100 milioni di transistor. Nel concreto sono usati processori Arm9: nello specifico, il blocco fondante del sistema è il SoC SpiNNaker con 18 core Arm968 integrati con una rete “on chip” che svolge comunicazioni asincrone.

Il supercomputer neuromorfico dovrebbe fare le veci di un cervello biologico più di qualsiasi altro sistema al mondo. Il neurone è la cellula base del cervello e comunica emettendo picchi di energia elettrochimica. A differenza di un computer tradizionale che invia quantità elevate d’informazione dal punto A a quello B tramite una rete standard, SpiNNaker mima l’architettura massivamente parallela del cervello e invia miliardi di piccole quantità d’informazione simultaneamente a migliaia di destinazioni differenti.

Nonostante il milione di core, siamo ancora lontani dal poter simulare adeguatamente un cervello umano. Il cervello di un topo ha circa 100 milioni di neuroni e quello umano è 100 mila volte più complesso. Un miliardo di neuroni è l’1% della scala di un cervello umano, ovvero circa 100 miliardi di neuroni, che sono altamente interconnessi tramite all’incirca un quadrilione (un 1 seguito da 15 zeri) di sinapsi.

“I neuroscienziati possono ora usare SpiNNaker per aiutare a sbloccare alcuni dei segreti dietro cui lavora il cervello umano, svolgendo simulazioni su ampia scala senza precedenti. Funziona anche come simulatore reale in tempo reale che permette agli studiosi della robotica di progettare reti neurali su ampia scala in robot mobili che possono camminare, parlare e muoversi con flessibilità e basso consumo”, ha dichiarato il professor Steve Furber della divisione Computer Engineering della University of Manchester.

Il progetto SpiNNAker è stato ideato ben 20 anni fa ed è in costruzione da 12 anni. Dopo tribolazioni riguardanti i fondi e la leadership del progetto (inizialmente era sovvenzionato dall’EPSRC, mentre ora è supportato dallo European Human Brain Project), adesso che il sistema è entrato in funzione si spera in un costante miglioramento per avvicinarsi al numero di neuroni che ha realmente il cervello umano.

Ad oggi, il progetto è stato in grado di modellare un segmento di 80.000 neuroni della corteccia cerebrale, la parte più sviluppata del cervello dove sono elaborati aspetti come la percezione, la cognizione, la consapevolezza e il linguaggio. Il sistema è stato anche stato usato per modellare i gangli basali, un’area del cervello interessata dal morbo di Parkinson. Al di fuori delle simulazioni biologiche, SpiNNaker è stato impiegato per controllare un robot.